專利名稱：空燃比推斷檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空燃比推斷檢測(cè)裝置，特別是涉及ー種不使用所謂的寬范圍空燃比傳感器就能夠通過(guò)推斷來(lái)檢測(cè)寬范圍的空燃比的空燃比推斷檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
周知有這樣的技木，S卩，通過(guò)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中的氧濃度來(lái)間接地檢測(cè)空燃比(以下也稱作“ A/F”)，根據(jù)其檢測(cè)結(jié)果來(lái)進(jìn)行包含點(diǎn)火控制、燃料噴射控制在內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制。而且，作為檢測(cè)廢氣中的氧濃度的檢測(cè)元件的氧濃度傳感器，從簡(jiǎn)便性的方面考慮，廣泛使用以與理論空燃比相對(duì)應(yīng)的氧濃度(過(guò)量空氣系數(shù)λ = I)為分界，電動(dòng)勢(shì)、SP檢測(cè)輸出急劇(階梯狀(Step))變化的、所謂的λ傳感器。采用該λ傳感器，能夠容易地判斷空燃比是大于理論空燃比還是小于理論空燃比。
但是，僅利用空燃比相對(duì)于理論空燃比的大小來(lái)檢測(cè)氧濃度的λ傳感器，無(wú)法在理論空燃比之外的區(qū)域準(zhǔn)確地檢測(cè)空燃比。因而，λ傳感器無(wú)法應(yīng)用于將空燃比設(shè)定為包含理論空燃比之外的濃側(cè)和稀側(cè)的區(qū)域的任意值的控制。另ー方面，能夠在寬范圍檢測(cè)空燃比的寬范圍空燃比傳感器構(gòu)造復(fù)雜，因此存在價(jià)格昂貴這樣的問(wèn)題。因此，如專利文獻(xiàn)I所示，本申請(qǐng)人提出了不使用氧濃度傳感器而根據(jù)曲柄角速度來(lái)推斷空燃比的空燃比推斷檢測(cè)裝置。專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2011-27061號(hào)公報(bào)采用專利文獻(xiàn)I所述的空燃比推斷檢測(cè)裝置，不使用氧濃度傳感器地推斷空燃比，能夠根據(jù)其推斷值適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行點(diǎn)火控制、燃料噴射控制。但是，在僅根據(jù)曲柄角速度推斷空燃比時(shí)，存在不充分的情況，要求精度更高的空燃比推斷部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種不使用所謂的寬范圍空燃比傳感器就能夠推斷寬范圍的空燃比的空燃比推斷檢測(cè)裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第I特征在于，該空燃比推斷檢測(cè)裝置包括吸入空氣量推斷部件，其用于推斷導(dǎo)入到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中的吸入空氣量；燃料噴射量推斷部件，其用于根據(jù)燃料噴射閥的驅(qū)動(dòng)時(shí)間推斷每個(gè)循環(huán)的燃料噴射量；氧濃度檢測(cè)元件，其產(chǎn)生與燃燒氣體的殘余氧濃度相應(yīng)的檢測(cè)輸出，具有與對(duì)應(yīng)于理論空燃比的殘余氧濃度相對(duì)應(yīng)地使檢測(cè)輸出以階梯狀變化的輸出躍遷區(qū)域；比例常數(shù)決定部件，在上述氧濃度檢測(cè)元件的輸出值處于上述輸出躍遷區(qū)域時(shí)，該比例常數(shù)決定部件使用由上述吸入空氣量推斷部件推斷出的吸入空氣量和由上述燃料噴射量推斷部件推斷出的燃料噴射量，來(lái)決定空燃比與理論空燃比的比例常數(shù)；在上述氧濃度檢測(cè)元件的輸出值處于輸出躍遷區(qū)域之外時(shí)，根據(jù)由上述比例常數(shù)決定部件決定的比例常數(shù)、上述吸入空氣量和上述燃料噴射量來(lái)推斷空燃比。另外，本發(fā)明的第2特征在于，該空燃比推斷檢測(cè)裝置包括脈沖發(fā)生部件，其用于針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的每規(guī)定旋轉(zhuǎn)角度發(fā)生曲柄脈沖；曲柄角速度計(jì)算部件，其用于基于上述發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮上止點(diǎn)或者跨過(guò)該壓縮上止點(diǎn)的兩個(gè)連續(xù)的曲柄脈沖的間隔來(lái)計(jì)算第I曲柄角速度，并且，基于壓縮行程中的任意連續(xù)的兩個(gè)曲柄脈沖的間隔來(lái)計(jì)算第2曲柄角速度；吸入空氣量推斷部件，其用于根據(jù)由上述曲柄角速度計(jì)算部件計(jì)算出的第2曲柄角速度和第I曲柄角速度之差，來(lái)計(jì)算作為吸入空氣量的函數(shù)的填充效率；燃料噴射量推斷部件，其用于基于燃料噴射閥的驅(qū)動(dòng)時(shí)間推斷每個(gè)循環(huán)的燃料噴射量；氧濃度檢測(cè)元件，其產(chǎn)生與燃燒氣體的殘余氧濃度相應(yīng)的檢測(cè)輸出，具有與對(duì)應(yīng)于理論空燃比的殘余氧濃度相對(duì)應(yīng)地使檢測(cè)輸出以階梯狀變化的輸出躍遷區(qū)域；比例常數(shù)決定部件，在上述氧濃度檢測(cè)元件的輸出值處于上述輸出躍遷區(qū)域時(shí)，該比例常數(shù)決定部件使用由上述吸入空氣量推斷部件推斷出的吸入空氣量和由上述燃料噴射量推斷部件推斷出的燃料噴射量，來(lái)決定空燃比與理論空燃比的比例常數(shù)；在上述氧濃度檢測(cè)元件的輸出值處于輸出躍遷區(qū)域之外吋， 根據(jù)由上述比例常數(shù)決定部件決定的比例常數(shù)、上述填充效率和上述燃料噴射量來(lái)推斷空燃比。另外，本發(fā)明的第3特征在干，該空燃比推斷檢測(cè)裝置包括用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入空氣量的空氣流量傳感器，替代由上述吸入空氣量推斷部件推斷出的吸入空氣量，而將由上述空氣流量傳感器檢測(cè)到的吸入空氣量用于上述比例常數(shù)決定部件的運(yùn)算。采用具有第I 第3特征的本發(fā)明，能夠在對(duì)氧濃度檢測(cè)元件的輸出進(jìn)行反饋而進(jìn)行理論空燃比控制(理想配比控制(stoichiometric control))時(shí),推斷吸入空氣量和燃料噴射量，根據(jù)該吸入空氣量、燃料噴射量和理論空燃比，使用空燃比計(jì)算式逆運(yùn)算比例常數(shù)。由此，不使用能夠在寬范圍檢測(cè)空燃比的昂貴的氧濃度檢測(cè)元件，即使在脫離理想空燃比的較寬的區(qū)域，也能夠高精度地推斷檢測(cè)空燃比。特別是，采用具有第2特征的本發(fā)明，由于使用作為吸入空氣量的函數(shù)的填充效率來(lái)推斷吸入空氣量，因此，能夠起到能夠省略空氣流量傳感器這樣的效果。


圖I是表示包括本發(fā)明的ー實(shí)施方式的空燃比推斷檢測(cè)裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是曲柄脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子的主視圖。圖3是表示氧濃度傳感器的輸出特性的圖。圖4是表示E⑶的主要部分功能的框圖。圖5是表示用于求出填充效率CE的映射(map)的圖。圖6是表示計(jì)算減速量Λ ω I的E⑶的功能的框圖。圖7是表示I個(gè)循環(huán)中的曲柄脈沖與曲柄角速度ω的關(guān)系的時(shí)間圖。圖8是圖7的局部放大圖。圖9是空燃比推斷運(yùn)算的主流程圖。圖10是計(jì)算填充效率CE的流程圖。圖11是計(jì)算燃料噴射量Gf的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。圖I是表示包括本發(fā)明的ー實(shí)施方式的空燃比推斷檢測(cè)裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。在圖I中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置I包括曲柄脈沖發(fā)生器2、氧濃度傳感器3、負(fù)壓傳感器4、以及用于輸入曲柄脈沖發(fā)生器2、氧濃度傳感器3和負(fù)壓傳感器4的檢測(cè)信號(hào)并輸出驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火裝置6和燃料噴射閥7的指令的E⑶8。E⑶8包含執(zhí)行圖4等中后述的功能的微處理器。氧濃度傳感器3是產(chǎn)生與燃燒氣體的殘余氧濃度相應(yīng)的檢測(cè)輸出，具有在與理論空燃比相對(duì)應(yīng)的殘余氧濃度下使檢測(cè)輸出像圖3中后述的那樣地以階梯狀變化的輸出躍遷區(qū)域R的傳感器，使其元件部面向未圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管內(nèi)地安裝于該排氣管內(nèi)。負(fù)壓傳感器4安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管中，用于檢測(cè)進(jìn)氣管內(nèi)的負(fù)壓。曲柄脈沖發(fā)生器2是電磁拾波器(magnetic pick-up)式的脈沖發(fā)生器，其與以下說(shuō)明的曲柄脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子的外周相對(duì)地安裝。圖2是曲柄脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子的主視圖。在圖2中，在4循環(huán)單氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸
9上安裝有曲柄脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子5。曲柄脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子5由圓板狀的轉(zhuǎn)子主體51和突出地形成在轉(zhuǎn)子主體51的外周的磁阻分配頭(reluctor)52構(gòu)成。除了 I處缺齒部(沒(méi)有磁阻分配頭的部分)H之外，以恒定角度間隔設(shè)有多個(gè)磁阻分配頭52。在本實(shí)施方式中，以30度的角度間隔配置有11個(gè)磁阻分配頭52，但只要以恒定角度間隔配置，且具有I處缺齒部H，磁阻分配頭52的個(gè)數(shù)、配置角度間隔就能夠任意地設(shè)定。與曲柄脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子5的外周相對(duì)地配置有曲柄脈沖發(fā)生器2。曲柄脈沖發(fā)生器2檢測(cè)磁阻分配頭52而輸出曲柄脈沖。圖3是表示氧濃度傳感器3的輸出特性的圖。在圖3中，橫軸表示過(guò)量空氣系數(shù)，縱軸表示氧濃度傳感器3的輸出。過(guò)量空氣系數(shù)為“I. O”時(shí)是理論空燃比，過(guò)量空氣系數(shù)大于該理論空燃比的區(qū)域是混合氣較稀薄的稀側(cè)，過(guò)量空氣系數(shù)小于理論空燃比的區(qū)域是混合氣較濃的濃側(cè)。在混合氣從濃側(cè)向稀側(cè)躍遷時(shí)，傳感器輸出急劇下降，在混合氣從稀側(cè)向濃側(cè)躍遷時(shí)，傳感器輸出急劇上升。在該傳感器輸出的躍遷區(qū)域R中，空燃比大致是理論空燃比，是凈化率良好的廢氣狀態(tài)。圖4是表示E⑶8的主要部分功能的框圖。在E⑶8中，空燃比計(jì)算部11使用發(fā)動(dòng)機(jī)每I個(gè)循環(huán)的燃料噴射量(重量)Gf、作為吸入空氣量的函數(shù)的填充效率CE、比例常數(shù)K，利用式I計(jì)算空燃比A/F?？杖急華/F = KX (CE/Gf)(式I)。燃料噴射量計(jì)算部12自燃料噴射控制部13抽取出在每I個(gè)循環(huán)中向上述燃料噴射閥7供給的噴射閥開(kāi)ロ時(shí)間Tout，據(jù)此計(jì)算燃料噴射量Gf，將其輸入到空燃比計(jì)算部11。通過(guò)使用壓カ調(diào)整閥使燃料供給配管系統(tǒng)的壓カ恒定，在每I個(gè)循環(huán)中將燃料噴射閥7開(kāi)ロ恒定時(shí)間來(lái)向進(jìn)氣管噴射燃料。該噴射閥開(kāi)ロ時(shí)間Tout是燃料噴射控制部13的燃料噴射控制運(yùn)算的控制參數(shù)。燃料噴射量Gf在恒定供給壓カ下與噴射閥開(kāi)ロ時(shí)間Tout成比例，利用式2來(lái)計(jì)算。燃料噴射量Gf = aO+bOXTout...(式2)。截矩a0和比例常數(shù)b0是用于將噴射閥開(kāi)ロ時(shí)間校正為燃料重量的數(shù)值。作為吸入空氣量推斷部件的填充效率計(jì)算部14，根據(jù)壓縮行程中的曲柄角速度的減速量△ ω I和自發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)部15輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速NeA，檢索預(yù)先設(shè)定的映射來(lái)計(jì)算作為吸入空氣量的函數(shù)的填充效率CE，將其輸入到空燃比計(jì)算部11。根據(jù)自曲柄脈沖發(fā)生器2得到的曲柄脈沖信號(hào)，利用減速量計(jì)算部16計(jì)算減速量Λ ω 。平均轉(zhuǎn)速NeA和減速量Λ ω 的計(jì)算方法在之后更詳細(xì)地說(shuō)明。
填充效率CE是表示吸入空氣量與排氣量的重量比例的值，在恒定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，減速量△ ω I與填充效率CE成比例。在恒定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，填充效率CE存在式3的關(guān)系。填充效率CE = al+bl X Λ ω I...(式3)。具有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越大，比例常數(shù)bl越變大的規(guī)則的關(guān)系。因而，填充效率CE能夠作為減速量Λ ω I和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)求得。圖5是用于求出填充效率CE的映射。在圖5中，橫軸是減速量Λ ω ，縱軸是填充效率CE。該映射將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NeA作為 參數(shù)設(shè)有多個(gè)。圖5表示高轉(zhuǎn)速、中轉(zhuǎn)速及低轉(zhuǎn)速的映射，表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NeA的傾向。另外，并不限定于使用上述那樣的映射，也可以使每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne都具有計(jì)算減速量Λ ω 的式3，通過(guò)計(jì)算來(lái)計(jì)算填充效率CE。此時(shí)，在檢測(cè)出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NeA位于計(jì)算式的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nex和Ney之間的情況下,通過(guò)直線插補(bǔ)計(jì)算求出填充效率CE。返回到圖4，比例常數(shù)計(jì)算部17根據(jù)燃料噴射量Gf、填充效率CE和理想配比檢測(cè)信號(hào)ST，利用上述式I計(jì)算比例常數(shù)K。在利用理想配比檢測(cè)部18檢測(cè)到了燃料噴射控制部13的理想配比控制過(guò)程中時(shí)，輸出理想配比檢測(cè)信號(hào)ST。在基于氧濃度傳感器3的輸出利用O2反饋進(jìn)行理論空燃比控制(理想配比控制)的燃料噴射控制部13中，在理想配比控制中由控制上的管理運(yùn)算得到表示理論空燃比控制狀態(tài)的指令(控制特征)。因而，檢測(cè)到了該控制特征時(shí)的空燃比是理論空燃比。但是，在起動(dòng)時(shí)、加速時(shí)等高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中靠近濃側(cè)進(jìn)行控制的情況下，空燃比為比“ 14. 7”小的“14. 5”等。因此，在輸入了理想配比檢測(cè)信號(hào)ST時(shí)，與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)地指定為例如空燃比“14. 5”，將該空燃比“ 14. 5”、填充效率CE和燃料噴射量Gf代入到式I中，求出比例常數(shù)K。接著,說(shuō)明曲柄角速度的減速量Δ ω I的計(jì)算方法。圖6是表示計(jì)算減速量Δ ω I的ECU8的功能的框圖。在利用曲柄脈沖檢測(cè)部21檢測(cè)到了曲柄脈沖發(fā)生器2的缺齒部H時(shí)，階段(stage)設(shè)定部20檢測(cè)曲柄脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子5的基準(zhǔn)位置，首先，基于磁阻分配頭52的配置由#0 #10合計(jì)11個(gè)階段將曲軸9的I個(gè)循環(huán)分割。之后，基于由負(fù)壓傳感器4檢測(cè)的進(jìn)氣管負(fù)壓PB的變動(dòng)等辨別、確定行程，進(jìn)而進(jìn)行判定曲軸9是在I個(gè)循環(huán)中的第I旋轉(zhuǎn)或者第2旋轉(zhuǎn)中的哪ー個(gè)的階段的表里(difference)判定，I個(gè)循環(huán)(曲柄旋轉(zhuǎn)角720度)被分割成#0 #21合計(jì)22個(gè)階段?；谶M(jìn)氣管負(fù)壓PB的變動(dòng)的辨別行程，例如能夠通過(guò)將檢測(cè)到的負(fù)壓的變動(dòng)圖形(pattern)和與階段相關(guān)地利用實(shí)驗(yàn)等求得的變動(dòng)圖形核對(duì)來(lái)進(jìn)行。能夠采用周知的行程辨別方法來(lái)辨別行程。曲柄角速度計(jì)算部23在由階段設(shè)定部20設(shè)定的階段中，基于在即將到達(dá)壓縮上止點(diǎn)之前或者跨過(guò)壓縮上止點(diǎn)的位置產(chǎn)生的連續(xù)的兩個(gè)曲柄脈沖的間隔τ I (參照?qǐng)D8見(jiàn)后述)，計(jì)算曲柄角速度ω 。同樣，曲柄角速度計(jì)算部23基干與壓縮行程的任意階段相當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)曲柄脈沖的間隔τ2(參照?qǐng)D8見(jiàn)后述)，計(jì)算曲柄角速度ω2。減速量計(jì)算部16計(jì)算壓縮行程中的曲柄角速度ω2與在和發(fā)動(dòng)機(jī)的上止點(diǎn)位置重疊的規(guī)定區(qū)間檢測(cè)的曲柄角速度ω 之差(ω 2-ω I)、即壓縮行程中的減速量Λ ω 。圖7是表示I個(gè)循環(huán)中的曲柄脈沖與曲柄角速度ω的關(guān)系的時(shí)間圖，圖8是圖7的局部放大圖。由圖7、圖8可理解，曲柄角速度ω根據(jù)與發(fā)動(dòng)機(jī)的I個(gè)循環(huán)、即壓縮、燃燒、膨脹、排氣、進(jìn)氣這4個(gè)行程相應(yīng)的氣缸內(nèi)壓而周期性地變動(dòng)。具體地講，在壓縮行程的后半?yún)^(qū)間中，由氣缸內(nèi)壓的上升所引起的壓縮阻力導(dǎo)致曲柄角速度ω減小。另外，在燃燒、膨脹行程中，利用由燃燒引起的氣缸內(nèi)壓的上升產(chǎn)生曲柄旋轉(zhuǎn)能量，曲柄角速度ω増加。于是，在燃燒、膨脹行程結(jié)束時(shí)，曲柄角速度ω迎來(lái)峰值的角速度ω2，之后由于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的機(jī)械摩擦阻力、排氣行程和燃燒完畢氣體的排出阻力、吸入行程中的吸入阻力等泵做功所引起的氣缸內(nèi)壓的變動(dòng)而降低。根據(jù)該曲柄角速度ω的變動(dòng)，曲柄角速度ωI小于平均轉(zhuǎn)速 NeA。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)生扭矩越大，曲柄角速度ω的變動(dòng)峰值就越大；吸入空氣量越大，之后的降低量就越大。因而，越是產(chǎn)生扭矩越大且吸入空氣量越多的發(fā)動(dòng)機(jī)，曲柄角速度ω的變動(dòng)就越大。并且，越是曲軸的慣性カ小的低轉(zhuǎn)速區(qū)域，該變動(dòng)就越大，而且，即使是像單氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)那樣曲軸的慣性矩比較小的發(fā)動(dòng)機(jī)，該變動(dòng)也傾向于變大。參照?qǐng)D8，測(cè)量從位于即 將到達(dá)壓縮上止點(diǎn)之前的曲柄脈沖Pl的下降點(diǎn)Cl到位于緊接壓縮上止點(diǎn)之后的曲柄脈沖Ρ2的下降點(diǎn)C2為止的30度區(qū)間的通過(guò)時(shí)間τ 1，使用該通過(guò)產(chǎn)生間隔τ I和磁阻分配頭52的配置角度間隔來(lái)計(jì)算曲柄角速度ω I。另外，測(cè)量從壓縮行程過(guò)程中的任意階段的兩個(gè)曲柄脈沖Ρ3的下降點(diǎn)C3到曲柄脈沖Ρ4的下降點(diǎn)C4為止的30度區(qū)間的產(chǎn)生間隔τ 2，使用該通過(guò)時(shí)間τ 2和磁阻分配頭52的配置角度間隔來(lái)計(jì)算曲柄角速度《2。另外，曲柄脈沖Pl和Ρ2并不限定于跨過(guò)壓縮上止點(diǎn)的兩個(gè)曲柄脈沖，例如也可以是即將到達(dá)壓縮上止點(diǎn)之前的連續(xù)的兩個(gè)曲柄脈沖?？偠灾?，只要基于壓縮上止點(diǎn)附近或者跨過(guò)壓縮上止點(diǎn)的連續(xù)的兩個(gè)曲柄脈沖的產(chǎn)生間隔τ I計(jì)算曲柄角速度ω 即可。接著，參照流程圖說(shuō)明空燃比計(jì)算動(dòng)作。圖9是空燃比推斷運(yùn)算的主流程圖。在步驟SI中，檢索表示是理想配比控制過(guò)程中的控制特征。在步驟S2中，判斷是否檢測(cè)到了表示是理想配比控制過(guò)程中的控制特征，只要該判斷是肯定的，就進(jìn)入到步驟S3，計(jì)算填充效率CE。在步驟S4中，計(jì)算燃料噴射量Gf。在步驟S5中，計(jì)算用填充效率CE除以燃料噴射量Gf而得到的值CE/Gf的移動(dòng)平均值。在步驟S6中，計(jì)算式I中的比例常數(shù)K。S卩，將在步驟S5中計(jì)算出的值CE/Gf和理想配比控制過(guò)程中的空燃比“ 14. 5”代入到式I中，計(jì)算比例常數(shù)K。這樣計(jì)算出的比例常數(shù)K為了在除氧濃度傳感器3的輸出躍遷區(qū)域R之外推斷空燃比，能夠與式I 一同使用。圖10是計(jì)算填充效率CE的流程圖。在圖10中，在步驟S31中取得減速量Λ ω I。利用上述減速量計(jì)算部16來(lái)計(jì)算減速量△ ω I。在步驟S32中取得平均發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NeA。利用上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算部15來(lái)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NeA。在步驟S33中，例如使用圖5的映射，計(jì)算作為減速量△ ω I與平均發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NeA的函數(shù)的填充效率CE。圖11是計(jì)算燃料噴射量Gf的流程圖。在圖11中，在步驟S41中取得燃料噴射閥時(shí)間Tout。在步驟S42中，利用式2計(jì)算燃料噴射量Gf。這樣，在本實(shí)施方式中，在使用填充效率CE、燃料噴射量Gf和比例常數(shù)K求出空燃比時(shí)，使用利用O2反饋進(jìn)行的理想配比控制過(guò)程中的空燃比(理論空燃比)決定比例常數(shù)K,在氧濃度傳感器3的輸出躍遷區(qū)域R之外的區(qū)域，能夠使用該比例常數(shù)K推斷空燃比。另外，在本實(shí)施方式中，著眼于吸入空氣量和填充效率CE處于比例關(guān)系地計(jì)算填充效率CE，使用其計(jì)算結(jié)果求得式I的比例常數(shù)K，但并不限定于此，也可以利用空氣流量傳感器檢測(cè)吸入空氣量，應(yīng)用于式I來(lái)求出比例常數(shù)K。
總而言之，使用具有以階梯狀變化的輸出特性的氧濃度傳感器3的輸出處于躍遷區(qū)域R時(shí)的空燃比、即理論空燃比、及與吸入空氣量相關(guān)的參數(shù)和燃料噴射量，求出與理論空燃比成比例的比例常數(shù)K，使用該比例常數(shù)K，即使在躍遷區(qū)域R之外的區(qū)域，也能推斷空燃比即可。附圖標(biāo)記說(shuō)明I、發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置；2、曲柄脈沖發(fā)生器；3、氧濃度傳感器；5、曲柄脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子；6、點(diǎn)火裝置；8、E⑶；9、曲軸；11、空燃比計(jì)算部；12、燃料噴射量計(jì)算部；13、燃料噴射 控制部；14、填充效率計(jì)算部；16、減速量計(jì)算部；17、比例常數(shù)計(jì)算部；18、理想配比檢測(cè)部。
權(quán)利要求
1.一種空燃比推斷檢測(cè)裝置，其特征在于，該空燃比推斷檢測(cè)裝置包括 吸入空氣量推斷部件(14)，其用于推斷導(dǎo)入到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中的吸入空氣量； 燃料噴射量推斷部件(12)，其用于根據(jù)燃料噴射閥(7)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間(Tout)推斷每個(gè)循環(huán)的燃料噴射量(Gf)； 氧濃度檢測(cè)元件(3)，其產(chǎn)生與燃燒氣體的殘余氧濃度相應(yīng)的檢測(cè)輸出，具有與對(duì)應(yīng)于理論空燃比的殘余氧濃度相對(duì)應(yīng)地使檢測(cè)輸出以階梯狀變化的輸出躍遷區(qū)域(R)； 比例常數(shù)決定部件(17)，在所述的氧濃度檢測(cè)元件(3)的輸出值處于上述輸出躍遷區(qū)域(R)時(shí)，該比例常數(shù)決定部件(17)使用由所述吸入空氣量推斷部件(14)推斷出的吸入空氣量和由所述燃料噴射量推斷部件(12)推斷出的燃料噴射量(Gf)，來(lái)決定空燃比與理論空燃比的比例常數(shù)(K)； 在所述氧濃度檢測(cè)元件(3)的輸出值處于輸出躍遷區(qū)域(R)之外時(shí)，根據(jù)由所述比例常數(shù)決定部件(17)決定的比例常數(shù)(K)、所述吸入空氣量和所述燃料噴射量(Gf)，來(lái)推斷空燃比(A/F)。
2.一種空燃比推斷檢測(cè)裝置，其特征在于，該空燃比推斷檢測(cè)裝置包括 脈沖發(fā)生部件(2)，其用于針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸(9)的每規(guī)定旋轉(zhuǎn)角度發(fā)生曲柄脈沖； 曲柄角速度計(jì)算部件(23)，其用于基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮上止點(diǎn)或者跨過(guò)該壓縮上止點(diǎn)的兩個(gè)連續(xù)的曲柄脈沖的間隔(τ )來(lái)計(jì)算第I曲柄角速度(ω I)，并且，根據(jù)壓縮行程中的任意的連續(xù)的兩個(gè)曲柄脈沖的間隔(τ 2)來(lái)計(jì)算第2曲柄角速度(ω2)； 吸入空氣量推斷部件(14)，其用于根據(jù)由所述曲柄角速度計(jì)算部件(23)計(jì)算出的第2曲柄角速度(ω2)和第I曲柄角速度(ω )之差(Λ ω )來(lái)計(jì)算作為吸入空氣量的函數(shù)的填充效率(CE)； 燃料噴射量推斷部件(12)，其用于基于燃料噴射閥(7)的驅(qū)動(dòng)時(shí)間(Tout)推斷每個(gè)循環(huán)的燃料噴射量(Gf)； 氧濃度檢測(cè)元件(3)，其產(chǎn)生與燃燒氣體的殘余氧濃度相應(yīng)的檢測(cè)輸出，具有與對(duì)應(yīng)于理論空燃比的殘余氧濃度相對(duì)應(yīng)地使檢測(cè)輸出以階梯狀變化的輸出躍遷區(qū)域(R)； 比例常數(shù)決定部件(17)，在所述氧濃度檢測(cè)元件(3)的輸出值處于所述輸出躍遷區(qū)域(R)時(shí)，該比例常數(shù)決定部件(17)使用由所述吸入空氣量推斷部件(14)推斷出的吸入空氣量和由所述燃料噴射量推斷部件(12)推斷出的燃料噴射量(Gf)，來(lái)決定空燃比與理論空燃比的比例常數(shù)⑷； 在所述氧濃度檢測(cè)元件(3)的輸出值處于輸出躍遷區(qū)域(R)之外時(shí)，根據(jù)由所述比例常數(shù)決定部件(17)決定的比例常數(shù)(K)、所述填充效率(CE)和所述燃料噴射量(Gf)，來(lái)推斷空燃比(A/F)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空燃比推斷檢測(cè)裝置，其特征在干， 該空燃比推斷檢測(cè)裝置包括用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸入空氣量的空氣流量傳感器； 替代由所述吸入空氣量推斷部件(14)推斷出的吸入空氣量，而將由所述空氣流量傳感器檢測(cè)到的吸入空氣量用于所述比例常數(shù)決定部件(17)的運(yùn)算。
全文摘要
本發(fā)明提供一種空燃比推斷檢測(cè)裝置，該空燃比推斷檢測(cè)裝置使用與理論空燃比相對(duì)應(yīng)地使輸出以階梯狀變化的λ傳感器來(lái)推斷檢測(cè)理論空燃比之外的區(qū)域中的空燃比。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算部計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)速。曲柄角速度計(jì)算部根據(jù)壓縮上止點(diǎn)附近的曲柄脈沖的間隔來(lái)計(jì)算曲柄角速度，填充效率計(jì)算部根據(jù)平均轉(zhuǎn)速與曲柄角速度之差來(lái)計(jì)算填充效率。燃料噴射量計(jì)算部根據(jù)燃料噴射閥的驅(qū)動(dòng)時(shí)間來(lái)推斷每個(gè)循環(huán)的燃料噴射量。在傳感器的輸出值處于躍遷區(qū)域時(shí)，比例常數(shù)計(jì)算部使用推斷出的填充效率和燃料噴射量來(lái)決定比例常數(shù)。在傳感器輸出值處于躍遷區(qū)域之外時(shí)，利用決定的比例常數(shù)、填充效率和燃料噴射量來(lái)推斷空燃比。
文檔編號(hào)F02D45/00GK102678364SQ20121006125
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者佐佐木富幸, 坂本直樹(shù), 我妻伸一, 本間悟司, 西田憲二, 金子哲也 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社